地下真菌是如何对抗全球变暖的

   日期:2024-09-22     来源:本站    作者:admin    浏览:146    

  

  

  众所周知,我们依靠植物将二氧化碳转化为氧气。这不仅使我们能够呼吸,还减少了大气中捕获热量的温室气体的数量。

  事实证明,植物正在从它们的地下朋友那里得到帮助——这比科学家们意识到的要多得多。

  一个全球研究团队计算出,每年燃烧化石燃料释放到大气中的碳中,约有36%被捕获并输送到生活在我们脚下的一个复杂的真菌系统中。

  植物从空气中吸收二氧化碳,并用它来制造糖和脂肪。它们被送到根部,在那里被所谓的菌根真菌吸收。作为交换,真菌从土壤中为植物提供水和必需的营养物质,如磷和氮。

  这些真菌吸收的碳越多,植物吸收的二氧化碳就越多。它有点像一个饼干罐——越大,可以储存的饼干就越多。

  几亿年前,菌根真菌帮助植物在陆地上扎根,如果没有它们的地下伙伴,今天的植物将很难正常运转。然而,“菌根真菌在很大程度上被忽视了,”地下网络保护协会(Society for the Protection of Underground Networks)的执行主任托比·基尔斯(Toby Kiers)说。

  “它们代表了碳循环中非常重要的一部分,我们才刚刚开始了解它们是如何工作的,”她说。“了解这一点并将其与地下生物多样性联系起来的紧迫性至关重要。”

  如此重要,Kiers和她的同事花了大约两年的时间编译和分析来自世界各地194个不同数据集的信息。这些数据是从包括手持式培养皿、温室和大片森林在内的环境中收集的。

  生长在植物根部的菌根真菌。

  (喜田岛Kobae)

  同时也是阿姆斯特丹自由大学生物学家的Kiers说,棘手的部分是协调数据,以便他们可以一起检查。

  通过测量每种植物吸收的二氧化碳量以及与之相关的菌根真菌的类型,研究人员能够估计出由于这种共生关系,有多少碳被送到地下,并被排除在大气之外。然后他们把所有植物真菌对的贡献加起来。

  他们得出的数字是132亿吨二氧化碳。从这个角度来看,2021年全球碳排放总量约为366亿吨。

  研究人员还表示,与菌根真菌相关的植物吸收的碳是没有菌根真菌的植物的8倍。

  研究结果最近发表在《当代生物学》杂志上。

  这项研究首次尝试量化全球转移到菌根真菌的碳总量。作者警告说,他们的计算是一个估计,并补充说,他们怀疑真菌可能吸收了比他们能够解释的更多的碳。

  “我们知道土壤是一个重要的碳汇,”南非开普敦大学(University of Cape Town)植物生态生理学研究员、该研究的主要作者海蒂-杰恩·霍金斯(Heidi-Jayne Hawkins)说。“但菌根真菌在碳汇中的作用尚未得到明确评估,这可能有助于为土地利用规划和保护提供信息。”

  她说,研究结果可以提高气候模型的准确性,并帮助科学家更好地预测如果真菌在未来消失会发生什么。

  田纳西州大学的生态学家斯蒂芬妮·基夫林(Stephanie Kivlin)说,这项研究是提高我们对植物-真菌二人组在减少大气中二氧化碳的作用的理解的关键一步。

  她说:“这些相互作用可以在许多陆地生态系统中发挥关键的碳汇作用。”

  真菌不仅从植物中吸收碳,它们还通过制造一种粘性化合物将碳安全地保存在地下,这种化合物将土壤粘在一起,防止侵蚀。

  尽管菌根真菌的寿命很短——只有几年——但它们的用途在人死后并不会消失。

  “这是我最喜欢的部分,”基尔斯说。“它们死后会形成‘死亡团块’,这是一个死亡的地下网络,起到脚手架的作用,将土壤固定在一起,”将碳锁定在原地。

  但是化肥会干扰这种关系。如果植物能从肥料中获得营养,它们就会减少对菌根真菌的依赖。这限制了地下真菌基质的生长,导致土壤侵蚀,最终更多的碳回到大气中。

  Kiers说,与原生植物相比,施肥后的作物向地下输送的碳只有原生植物的四分之一。她说,将野生地区迅速转变为农业地区将减少土壤中储存的碳量。

  这只是问题的一部分。基尔斯说,环境中有太多的肥料,它们进入了雨云和水道,这意味着它们可以到达农田以外的植物,也会伤害野外的真菌。

  霍金斯说,量化各种生态系统中菌根真菌所持有的碳量可以帮助自然资源保护主义者确定最需要恢复和保护的土地区域。

  基尔斯说:“我们正在努力了解我们必须紧急保护哪些土地,以及如何恢复自然区域。”“我们希望确保这些真菌是其中的重要组成部分。”

 
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